Перемычки из уголка в кирпичной кладке

Согласно требованиям действующих норм, при устройстве в существующей каменной стене нового проема шириной более 600 мм над ним должна быть установлена перемычка, тип и конструкция которой назначаются в рамках индивидуально разработанного проектного решения.

Самым распространенным способом усиления проемов в каменных стенах является устройство металлической перемычки, состоящих из двух прокатных швеллеров, которые устанавливаются над проемом (с двух сторон, в заранее подготовленные борозды) и соединяются между собой при помощи анкерных шпилек с затянутыми гайками на концах. Данный способ усиления реализуется по типовому конструктивному решению, принципиальные схемы которого приведены на Рис. 2, 3.

При разработке проекта усиления пробиваемого или расширяемого проемов значительная часть рабочего времени конструктора уходит на выполнение простых, но достаточно трудоемких расчетно-вычислительных операций, связанных с подбором оптимального сечения несущих металлических балок проектируемой перемычки (выполнение расчетов по I и II группам предельных состояний).

Представленные ниже таблицы позволяют значительно упростить и ускорить процесс конструирования металлических перемычек, а также минимизировать возможность появления ошибок, которых так сложно избежать при выполнении расчетов вручную.

Методика подбора перемычек по таблицам

Перед тем, как начать пользоваться приведенными ниже таблицами необходимо определить тип проектируемой перемычки в зависимости от характера ее статической работы и схемы нагружения. По данному классификационному признаку все перемычки, устраиваемые в каменных стенах, можно разделить на две большие группы: несущие и ненесущие.

Несущие перемычки воспринимают два вида эксплуатационных нагрузок: давление от веса кирпичной кладки, расположенной над усиляемым проемом, и нагрузку от междуэтажных перекрытий. Ненесущие перемычки воспринимают только вес вышележащей кладки стен. Чтобы определить к какому из двух типов относится проектируемая перемычка достаточно взглянуть на Рис.1.

Рис.1. Схемы несущей и ненесущей перемычек в кирпичных стенах

Таким образом, нагрузка на перемычки от перекрытий не учитывается, если они расположены выше квадрата кладки со стороной, равной пролету перемычки.

Подбор несущих элементов металлических перемычек (швеллеров) производится в соответствии со схемами, представленными на Рис.2-4, по двум известным параметрам: ширине проектируемого проема (B) и толщине стены.

Рис.2. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема менее 2 м

Рис.3. Схема устройства металлический перемычки при ширине проема более 2 м

Рис.4. Поперечный разрез 1-1 (к схемам на Рис.2,3)

probuild-info.ru

Калькулятор

Калькуляторы по теме:

• Сбор нагрузок на балки перекрытия онлайн.

Инструкция к калькулятору

Перед тем, как приступить к расчету внимательно ознакомьтесь с инструкцией во избежания ошибок.

Исходные данные

Тип 1

Длина пролета (L) – расстояние между краями опор над проемом, который перекрывает металлическая перемычка.

Ширина кладки (В) – данная величина зависит от того, какой вариант ваш (см. рисунок):

• Вариант 1 – перемычка воспринимает нагрузку от всей толщины стены.

• Вариант 2 – перемычка воспринимает нагрузку от части стены, например, только от облицовочного кирпича.

Материал кладки – здесь Вы выбираете материал, из которого сделана стена. В случае же, если его не нашлось или Вы используете материал с другой плотностью (так как такие материалы, как пенобетон, керамзитобетон, газосиликат в расчете заведены с максимальными плотностями, т.е. самые тяжелые), то можно выбрать плотность материалов из предложенных.

Сокращения:

с. пуст. – силикатный пустотелый.

с. полн. – силикатный полнотелый.

к. пуст. – керамический пустотелый.

к. полн. – керамический полнотелый.

керам. бетон  – керамзитобетон.

Высота кладки (Н) – здесь нужно быть особенно внимательным. Итак, существует 2 случая (см. рисунок):

• Случай 1 – когда расстояние между проемами по высоте больше, чем пол пролета, т.е. H>L/2, или над проемом никаких проемов больше нет. В этом случае графа “Н” остается пустой или там ставится цифра 0.

• Случай 2 – расстояние между проемами меньше, чем пол пролета, H<L/2. В этом случае данная высота указывается.

Расчетное сопротивление R_y – обычно для расчетов используется 210 МПа. Но если Вы уверены, что Вам поставят профиль из стали именно той марки, которой нужно, то данная величина ставится по схеме:

• марка стали С255 – R_y = 250 МПа.

• марка стали С345 – R_y = 340 МПа.

Нагрузка от плит перекрытия (q₂) – нагрузка, которая передается от вышележащих плит перекрытия на перемычку (через кладку или непосредственно на нее).

Тип 2

Дальше будет рассказываться только о новых переменных.

Нагрузка от балки перекрытия (Q) – нагрузка, возникающая на опоре балки перекрытия и которая передается на перемычку.

Тип 3

Расстояния (А и С) – расстояния от края опор до место приложения нагрузок от балок.

Результат

F_max – максимально допустимый прогиб для перемычек по СНиП 2.01.07-85* (СП 20.13330.2011). “Нагрузки и воздействия”.

W_треб и J_треб – требуемые момент сопротивления и момент инерция для профиля, который будет использоваться в качестве металлической перемычки. Подбираются по сортаментам так, чтобы значения W и J профиля были больше, чем W_треб и J_треб. Также при подборе профиля следует учитывать его ориентацию в пространстве.

Пример подбора профиля для металлической перемычки.

В качестве перемычки будет использоваться неравнополочный уголок по ГОСТ 8510-86. Получаемые значения по расчету W_треб = 0,61 см³, J_треб =1,90 см⁴. И так как мы подбираем профиль по прогибу, то ориентируемся на J_треб. Ближайшее большее значение по направлению Х у уголка L32х20х4 с J_x = 1,93 см⁴, по направлению Y – L40x30x4 с J_y = 2,01 см⁴.

svoydomtoday.ru

Перемычка из кирпича

Опирание опалубки производится на выпущенные из кладки кирпичи.
сле снятие опалубки кирпичи срубают. Если ширина проема превышает 1,5 м, опирание опалубки ложится на кружала из досок, которые ставят на ребро. Бывает так, что кроме дощатой опалубки используют трубчатые инвентарные опоры-кружала, сконструированные Огарковым. Такую конструкцию опирания очень просто изготовить. Для этого делают 2 обрезка труб 48 мм в диаметре и вставляют в обрезок трубы с диаметром 60 мм. Во время кладки кружал раздвигают трубы таким образом, чтобы меньшего диаметра концы заходили внутрь борозд, которые оставлены в кладке. Ставятся по 2 кружала на каждый проем и применяются, если в проемах вставлены оконные и дверные блоки. При использовании других типов кружал оконные и дверные блоки вставляют после снятия кружал. Из обычного глиняного кирпича выкладывают клинчатые и лучковые перемычки с клинообразными швами, толщина которых вверху перемычки 25 мм, а внизу — около 5 мм.

Конечно, вначале возводят стены до уровня перемычек, при этом выкладывают опорную пяту из кирпича, подтесанного прежде, чем устраивают кладку перемычек. Направление опорной плоскости определяют при помощи шаблона, то есть угла отклонения от плоскости по вертикали. По подготовленной опалубке, которую удерживают кружала, поперечными рядами ведут кладку. Расчет рядов кладки на опалубке размечают таким образом, чтобы их число с учетом толщины шва было нечетным. В данном случае ряды кладки считают по горизонтали. Нечетный ряд кирпича в центре называется замковым, и находиться он четко в вертикальном положении в центре перемычки. Выполняют кладку лучковых и клинчатых перемычек с двух сторон равномерно от пяты к замку так, чтобы она заклинивалась в замке нечетным центральным кирпичом. С помощью шнурка проверяют правильность направления швов. В точке сопрягающихся линий пересечения опорных частей крепят шнурок. Кладку клинчатых перемычек производить нельзя, если пролет превышает 2 м.

Арочные перемычки, своды

Кладут арочные перемычки, своды и арки в такой же последовательности, как и клинчатые. Образующиеся за счет кладки швы между рядами должны быть перпендикулярны кладке наружной и нижней поверхности арки. Швы образуют клинчатую форму с расширением кверху и сужением снизу. В сводах и арках усилие от нагрузки к кривой арки действует по касательной. Постели рядов ложатся перпендикулярно направлению давления. При таком расположении рядов это первое правило резки кирпичной кладки. Кладку в швах плотно заполняют раствором. В процессе выполнения работы сверху поверхность сводов затирается раствором толщиной 1/4 кирпича. Правильность швов и укладки рядов проверяют шнуром, который закрепляют в центре арки. Положение каждого ряда проверяют шаблоном-угольником и шнуром. Конструкция опалубки для кладки арок и сводов должна обеспечивать при распалубливании ее равномерное опускание. Ставят клинья под кружалами, если их ослабить, опалубка опускается. Выдерживание в опалубке арочных и клинчатых перемычек по времени зависит от марки раствора и температуры воздуха.

Перемычки из железобетона

Сборные железобетонные изделия (ЖБИ), используемые при строительстве, производят на специализированных заводах и монтируют непосредственно на объектах строительства.

При строительстве домов для перекрытия дверных и оконных проемов применяются сборные железобетонные перемычки.

Изготавливают железобетонные изделия на проемы с использованием арматурных закладных изделий 0,4-0,6 см и тяжелой бетонной смеси М 250. Конструктивно перемычки выделяют как несущие и ненесущие. Несущими считаются те, которые несут нагрузку перекрытия помимо массы кладки над ней. К ненесущим относятся такие, которые несут нагрузку собственного веса и тех участков кладки, которые расположены над ними.

По видам различают: брусковые шириной до 250 мм (ПБ), балочные с четвертью для опирания (ПГ), плитные шириной более 250 мм (ПП) и фасадные (ПФ), которые предназначены для перекрытий проемов четвертями с толщиной и шириной части выступающей в проеме кладки более 250 мм. При помощи уровня проверяют опоры и места укладки до начала монтажа и расстилают раствор.

Опирание на кирпичную стену должно быть глубиной не менее 250 мм, на перегородки — не менее 200 мм. Ненесущие элементы с двухметровым пролетом можно укладывать и вручную, тогда как тяжелые несущие стропуются за монтажные петли и устанавливаются краном. Укладку проверяют уровнем. Их собирают из нескольких элементов, чтобы покрыть всю ширину проема кладки, боковые части перемычек входить в плоскость кирпичной стены без выступов. Во время монтажа укладывать перемычки следует только в определенном положении. Несущая способность в зависимости от места расположения арматуры и количества может различаться.

Устройство металлической перемычки

Когда нет возможности установить сборные перемычки, можно смонтировать металлические. Кирпичная кладка отлично держит собственный вес после того, как раствор набрал прочности. Конечно, это в том случае, если отсутствует нагрузка от перекрытия и умеренная ширина окна. Но пока раствор не затвердел и не набрал прочности, над проемом кирпичная кладка нуждается в поддержке. Преимуществом сборных перемычек является скорость монтажа, простота подбора и надежность. Нет необходимости вести расчет. Но они, как мы уже говорили, производятся только в заводских условиях и очень тяжелые. По монолитным железобетонным нужно произвести расчет, подбор высоты и армирования. Изготавливается она сложнее, с применением опалубки. Зато монтаж можно произвести непосредственно на объекте строительства. Ну, а можно установить перемычки из металлических прокатных профилей, таких как углы, швеллеры или двутавры.

при подборе металлических элементов необходимо произвести расчет, чтобы не возникло прогиба перемычки больше допустимого, и определить необходимую прочность подобранных металлических элементов. При этом расчет производится по следующим условиям:

• прочность определяется по формуле,

Мр = 1,12 *W *R,

где Мр — зависит от нагрузки и длины перемычки, а также коэффициента надежности;

W — сопротивления металлического элемента, который берется из справочников. Если перемычки составлены из 2 уголков или 2 швеллеров, то момент сопротивления элемента составного равен сумме каждого из элементов моментов сопротивления;

R — сопротивление стали.

• прогиб определяется по формуле:

Мн * L/(10EI) = 1/200,

где Мн — нормативный момент, зависимый от нагрузки и длины перемычки;

L — расчетная длина, которая равна к сумме ширины в чистоте с третью каждой стороны перемычки длины опирания;

I — момент инерции;

Е — модуль упругости стали;

1/200 — максимально допустимый прогиб.

Расчет для дверных и оконных проемов

Рассмотрим на примере подбор перемычки для дверного, а потом и оконного проема кирпичных стен. Предположим, что проем предполагаемой двери в стене имеет толщину 0,25 мм. Опирание перекрытия проем нести не будет. Над перемычкой высота кладки 0,9 м, а ширина проема 1 м. Подбираем металлическую перемычку. Для этого необходимо произвести расчет нагрузки от кирпичной кладки на 1 пм перемычки, если удельный вес кирпичей 1,8 т/куб.м

q = 0,25*0,9*1,8*1 = 0,41 т/м.

Теперь по формуле определим момент М = qL2/8,

где q — нагрузка;

L — расчетная длина;

200 — глубина опирания перемычки. Мн = 0,065 т*м;

L = 1000 + 2*200/3 = 1130 мм;

Мр = 73 кН*см.

Необходимый момент сопротивления по условию прочности:

W = 65/(1,12*21) = 2,76 куб. см.

Момент инерции:

I = 200Мн*L/(10Е) = 7,85 см4.

Применять нужно перемычку, которая состоит из 2 уголков 50*50*5

W = 7,88 куб. см > 0,5*2,76 куб. см, I = 11,2 см4 > 0,5*7,85 см4.

Упрощенный расчет металлической перемычки

Человеку, который сталкивался с сопроматом, разобраться с таким расчетом не составит труда, но для остальных эти понятия могут быть сложными и непонятными. Произведен расчет сечения металлических перемычек для кирпичных перегородок. Расчет состоит из определения нагрузки, действующей на перемычку; определения максимальной изгибающего момента, действующего на поперечное сечение перемычки; подбора сечения перемычки.

Определяем нагрузку на 1 пм перемычки по формуле:

q₁ = p * b * h,

где p (кг/куб. м) — плотность материала перегородки с учетом кладочного раствора и раствора штукатурки. Плотность цементного раствора — до 2200, что нужно учитывать при кладке из пустотелого кирпича, можно умножить плотность материала на 1.1. Плотность полнотелого кирпича составляет 1600 — 1900; плотность кирпича пустотелого составляет 1000 — 1450.

b (м) — толщина стены. Например, кирпичная перегородка в полкирпича будет равна 15 см.

h — высота над перемычкой кирпичной стены с учетом кирпичей, которые пойдут на укладку на уголок в случае с перемычкой из уголков.

Для метрового проема шириной для кирпичной перегородки в полкирпича толщиной нагрузка составит q₁ = 142,5 кг/м.

В данном случае мы провели расчет для перегородки. Для несущих стен необходимо еще учитывать нагрузку от перекрытия.

Требуемый момент сопротивления и расчетная нагрузка

Воспользуемся следующей формулой:

q₂ = n * P,

где n — количество металлических профилей;

P — собственный вес на 1 пм профиля, определяемый по сортаменту. Как правило, для перемычек из металла вес не превышает 1-2 % от общего веса стены над перемычкой, поэтому его можно посчитать поправочным коэффициентом 1.1.

Так, погонная расчетная нагрузка составляет:

q = 1,1 * Р.

Таким образом, для метрового проема кирпичной перегородки в полкирпича толщиной полная расчетная нагрузка равна: q = 157 кг/м.

Теперь подбор необходимого сечения. Для балки, лежащей на 2 опорах, максимальный изгибающий момент будет в середине балки:

М_max = (q * 1 кв.м) / 8 = 19,6 кг/м

Для метрового проема шириной в полкирпича требуемый момент сопротивления составит:

W_треб = М_max / R_y = 0,933 куб. см,

где R_y — расчетное сопротивление стали равное 2100 кгс/ кв. см

Полученное значение делим на количество профилей, которые будем использовать при устройстве перемычки. Рациональнее использовать для кирпичных перегородок минимум 2 профиля. Wтреб = 0,47 куб.см. Далее в сортаменте выбираем тип профиля и находим значение большее, чем при расчете. Для метрового проема шириной для кирпичной перегородки в полкирпича толщиной достаточно 2 равнополочных уголка 28 * 28 * 3 мм. Опирание металлических перемычек на стенах должно быть не менее 250 мм.

Расчет перемычек для несущих кирпичных стен

Расчет перемычки для несущих стен почти не отличается от предыдущего расчета, только следует определить нагрузку на перемычку и выбрать правильную схему расчета. В случае, если перемычка является несущей балкой над проемом, можно рассчитать ее как балку на шарнирных опорах.

b — в данном случае будет в 2 кирпича, то есть 0,51 — 0,55 м.

h — кладку над перемычкой, которая будет нести нагрузку можно определить как h =L/2. Так, для полутораметрового проема длиной и шириной в 2 кирпича нагрузка составит 755,3 кг/м. Плиты перекрытия весят немало. Можно принимать их вес в пределах 800-1000 кг/кв.м. Пустотные плиты весят примерно 320 кг/кв.м дополнительно 100 кг/кв.м дадут утепление и стяжка. Так, с 6 м пустотными плитами перекрытия нагрузка составит 2400 кг/м. Погонная расчетная нагрузка составит 3167 кг/м. Максимальный изгибающий момент для перемычки, на которую влияет распределенная и сосредоточенная нагрузка, рассчитывается по формуле:

М_max = (q * l²) / 8 + (Q* l) / 4 = 1133,7 кг/м

Требуемый момент сопротивления: Wтреб = (1133,7 * 100)/ (2100 * 2) = 27,0 куб.см

Сделать перемычку можно из стальных горячекатаных уголков, неравнополочных или равнополочных, профильных труб. Для проема 1,5 м длиной и шириной в 2 кирпича 2 неравнополочных уголка 110*70*8 мм достаточно. Вместо 2 требуемых уголков можно применить 4 90*56*5,5. Опирание такой перемычки на стены должно быть не менее 250 мм. Изгибание:

f = (5 * q * L⁴) / (384 * E * I_z), где

E — модуль упругости равен 2 * 10¹⁰ кг/кв.м — для стали.

I_z — момент инерции, согласно сортаменту, по выбранному профилю.

Для перемычки из 2 уголков f = (5 * 3167 * 1,5⁴) / (384 * 2 * 10¹⁰ * 2 * 171,54 * 10^-8) = 0,003045 м. По требованиям «Нагрузки и воздействия» СНиП 2.01.07-85 максимальный прогиб для перемычек не должен быть больше 1/200 пролета. Согласно с нашим расчетом 150/200 = 0,75 см. Условие выдержано.

1pokirpichy.ru

Стальной уголок в качестве “спрятанной” перемычки

Svarog (эксперт Builderclub)

На уголок, как правило, сажается только облицовочный слой (пример приведу для стандартного кирпича) в многослойной стене. Ширина половины кирпича 120мм, но можно не доводить полку уголка до конца. Возникает вопрос прочности такой перемычки. Если у вас облицовочный кирпич идет с основной кладокй вплотную (редкое на сегодняшний день решение) то уголок крепится по всей длине к основным перемычкам и подходят довольно слабенькие уголки. Если же есть между ними утеплитель или воздушная прослойка, то так сделать не получится и уголок сам должен нести всю нагрузку.

Для того, чтобы посчитать ваши уголки на данные проемы, необходимо знать сколько кладки облицовочного кирпича идет выше перемычки (высота кладки), тип облицовочного кирпича (его вес интересует) и нет ли каких либо конструкций ложащихся на кладку над перемычкой (таких быть не должно, но некоторые умудряются и плиты уложить).

Сразу скажу, скорее всего для пролета 2.2 и 3м уголки, скорее всего не подобрать, но надо считать..

Спасибо за ответ. Облицовка действительно будет отстоять от основной стены на 8 см. В качестве облицовочного скорее всего будет белый одинарный кирпич. Никаких конструкций над перемычками не будет, кроме, собственно, кладки облицовочного кирпича. Проемы 700 мм, 900 мм, 1200 мм и 3000 мм – это окна и двери первого этажа, причем последний размер – это большое окно в главной комнате, над ним будет 8 – 10 рядов кладки, а дальше уже крыша. Проемы 2200 мм – это окна мансардного этажа, расположенные по центру на противоположных фасадах. Над ними будут еще небольшие (1000 мм) окошки чердака, а выше – конек крыши. Высота от ноля до конька крыши по центру – 7000 мм.

Svarog (эксперт Builderclub)

Проектировщики избегают расчетов с одиночными уголками, так как нормы "обходит" эту тему – уголок не устойчивое сечение. Поэтому расчеты я выполнил приблизительные и учесть устойчивость точно не могу – ставте гибкие связи кладки над перемычками длинными почаще.

Для пролетов до 1200мм углка 75х7 хватает однозначно без оговорок. С 2.2 и 3м чуть сложнее. Прочности достаточно, но вот прогибы и устойчивость определить сложно (надо учитывать жесткость кладки, что усложняет расчет). Как я написал выше, устойчивость легко разрешить за счет связи облицовочной кладки и несущей гибкими связями чаще в раййоне перемычки. С прогибом посложнее. Я бы посоветовал под 2.2 уголок 80х8, а под 3м поставить уголок побольше (110 или 125), для подстраховки. А так же пока не схватится раствор кладки (недели на 2) подставить под перемычки подпорки временные. Так же, если вы приварите к 3м уголкам (на нижнюю полку изнутри) коротыши арматуры, чтобы раствор "схватился" с перемычкой – вы так же улучшите их совместную работу (это нужно если решите ставить уголки 80х8).

Но это если вы не будете класть кладку способом Заморозки. Тогда 3х метровые надо брать однозначно большего размера.

Спасибо за ответ. Вы не могли бы еще пояснить, что имеется в виду под гибкими связями облицовочной кладки и несущей? Я планирую использовать кладочную сетку 50х50х3х370х2000 мм сплошными поясами примерно через каждые 6 рядов кирпича.

И еще, что означает кладка "способом заморозки". Спасибо.

Svarog (эксперт Builderclub)

В вашем случае эта сетка и будет гибкой связью. Просто уложите такую сеточку дополнительно поверх первого ряда кирпича, уложенного на уголок (на всю длину стены не надо, достаточно на 200 мм шире уголка с обеих сторон). Кстати, забыл вам напомнить, что зона опирания уголка на кирпич должна бвть не менее 150-250 мм с каждой стороны (для пролета 3000 лучше не менее 250).

Способом заморозки, это когда раствор (со спец добавками) укладывается при морозе. Кладка в результате замерзвает и не твердеет. Весной она начинает размораживаться и твердеть. При этом способе совсем другие нагрузки и перемычка работает совсем подругому.

Перемычки на кирпичные стены

Прежде чем произвести расчет опирания перемычек на кирпичную стену, следует выяснить несколько важных моментов. Что же такое перемычка? Это та часть стены, которая перекрывает дверные и оконные проемы и удерживает на себе кладку над проемами. Когда сила тяжести перекрытия ложится непосредственно на стену над оконными и дверными проемами, используют сборные несущие железобетонные элементы. Если нагрузки на стенах нет, а ширина проемов не превышает 2 м, используют ненесущие железобетонные или рядовые из кирпичной кладки с применением растворов повышенной прочности, закладывая арматурные стержни для поддержки нижнего ряда кирпичей. Бывает, что вместо рядовых перемычек выполняют клинчатые, которые еще и служат декорацией фасада. С той же целью в 4 метровых пролетах возводят арочные перемычки. Данный тип кладки используют для организации перекрытий в зданиях со сводами. В таком случае все поперечные и продольные швы во время кладки перемычек должны быть заполнены.

Перемычки предназначены для перекрытия дверных и оконных проемов в кирпичных стенах зданий различного назначения.

Если вертикальные швы будут недостаточно заполнены, то от нагрузок произойдет сначала сдвиг отдельных кирпичей, а потом и разрушение кладки. Обязательно соблюдать горизонтальность рядов рядовых перемычек, правила перевязки кладки из целого кирпича. В кладку используют раствор не ниже 25 марки. Высота рядовой перемычки должна составлять около 5 рядов кладки, а длина должна превышать на 50 см ширину самого проема. Кладку перемычек делают с применением опалубки из досок 40-50 мм толщиной. Расстилают раствор по опалубке примерно 2 см толщиной. В раствор потом втапливают прутья арматуры. Слой идет под первый ряд кирпича рядовых перемычек. Армируются перемычки 6 мм стержнями в диаметре из круглой стали. Расчет количества стержня прост, его кладут по одному на каждые полкирпича, но на всю перемычку не менее 3. В перемычке арматура работает на растяжение, она воспринимает растягивающие усилия от кладки. Концы стержней выпускают на 25 см за грани проема, заканчиваются крюком.

Перемычка из кирпича

Опирание опалубки производится на выпущенные из кладки кирпичи. После снятие опалубки кирпичи срубают. Если ширина проема превышает 1,5 м, опирание опалубки ложится на кружала из досок, которые ставят на ребро. Бывает так, что кроме дощатой опалубки используют трубчатые инвентарные опоры-кружала, сконструированные Огарковым. Такую конструкцию опирания очень просто изготовить. Для этого делают 2 обрезка труб 48 мм в диаметре и вставляют в обрезок трубы с диаметром 60 мм. Во время кладки кружал раздвигают трубы таким образом, чтобы меньшего диаметра концы заходили внутрь борозд, которые оставлены в кладке. Ставятся по 2 кружала на каждый проем и применяются, если в проемах вставлены оконные и дверные блоки. При использовании других типов кружал оконные и дверные блоки вставляют после снятия кружал. Из обычного глиняного кирпича выкладывают клинчатые и лучковые перемычки с клинообразными швами, толщина которых вверху перемычки 25 мм, а внизу – около 5 мм.

Кладка рядовых перемычек: а — фасад перемычки, б — разрез перемычки, в — кладка перемычки по дощатой опалубке, г — кладка перемычки на инвентарных трубчатых кружалах; 1 — арматурные стержни, 2 — доски, 3 — деревянные кружала, 4 — трубчатые кружала Огаркова.

Конечно, вначале возводят стены до уровня перемычек, при этом выкладывают опорную пяту из кирпича, подтесанного прежде, чем устраивают кладку перемычек. Направление опорной плоскости определяют при помощи шаблона, то есть угла отклонения от плоскости по вертикали. По подготовленной опалубке, которую удерживают кружала, поперечными рядами ведут кладку. Расчет рядов кладки на опалубке размечают таким образом, чтобы их число с учетом толщины шва было нечетным. В данном случае ряды кладки считают по горизонтали. Нечетный ряд кирпича в центре называется замковым, и находиться он четко в вертикальном положении в центре перемычки. Выполняют кладку лучковых и клинчатых перемычек с двух сторон равномерно от пяты к замку так, чтобы она заклинивалась в замке нечетным центральным кирпичом. С помощью шнурка проверяют правильность направления швов. В точке сопрягающихся линий пересечения опорных частей крепят шнурок. Кладку клинчатых перемычек производить нельзя, если пролет превышает 2 м.

Арочные перемычки, своды

Схема выполнения кирпичной кладки арок и сводов (арочных перемычек).

Кладут арочные перемычки, своды и арки в такой же последовательности, как и клинчатые. Образующиеся за счет кладки швы между рядами должны быть перпендикулярны кладке наружной и нижней поверхности арки. Швы образуют клинчатую форму с расширением кверху и сужением снизу. В сводах и арках усилие от нагрузки к кривой арки действует по касательной. Постели рядов ложатся перпендикулярно направлению давления. При таком расположении рядов это первое правило резки кирпичной кладки. Кладку в швах плотно заполняют раствором. В процессе выполнения работы сверху поверхность сводов затирается раствором толщиной 1/4 кирпича. Правильность швов и укладки рядов проверяют шнуром, который закрепляют в центре арки. Положение каждого ряда проверяют шаблоном-угольником и шнуром. Конструкция опалубки для кладки арок и сводов должна обеспечивать при распалубливании ее равномерное опускание. Ставят клинья под кружалами, если их ослабить, опалубка опускается. Выдерживание в опалубке арочных и клинчатых перемычек по времени зависит от марки раствора и температуры воздуха.

Перемычки из железобетона

Сборные железобетонные изделия (ЖБИ), используемые при строительстве, производят на специализированных заводах и монтируют непосредственно на объектах строительства.

При строительстве домов для перекрытия дверных и оконных проемов применяются сборные железобетонные перемычки.

Сборные железобетонные перемычки различают по видам: брусковые, балочные с четвертью для опирания (ПГ), плитные шириной более 250 мм (ПП) и фасадные (ПФ).

Изготавливают железобетонные изделия на проемы с использованием арматурных закладных изделий 0,4-0,6 см и тяжелой бетонной смеси М 250. Конструктивно перемычки выделяют как несущие и ненесущие. Несущими считаются те, которые несут нагрузку перекрытия помимо массы кладки над ней. К ненесущим относятся такие, которые несут нагрузку собственного веса и тех участков кладки, которые расположены над ними.

По видам различают: брусковые шириной до 250 мм (ПБ), балочные с четвертью для опирания (ПГ), плитные шириной более 250 мм (ПП) и фасадные (ПФ), которые предназначены для перекрытий проемов четвертями с толщиной и шириной части выступающей в проеме кладки более 250 мм. При помощи уровня проверяют опоры и места укладки до начала монтажа и расстилают раствор.

Опирание на кирпичную стену должно быть глубиной не менее 250 мм, на перегородки – не менее 200 мм. Ненесущие элементы с двухметровым пролетом можно укладывать и вручную, тогда как тяжелые несущие стропуются за монтажные петли и устанавливаются краном. Укладку проверяют уровнем. Их собирают из нескольких элементов, чтобы покрыть всю ширину проема кладки, боковые части перемычек входить в плоскость кирпичной стены без выступов. Во время монтажа укладывать перемычки следует только в определенном положении. Несущая способность в зависимости от места расположения арматуры и количества может различаться.

Устройство металлической перемычки

Преимуществом сборных перемычек является скорость монтажа, простота подбора и надежность.

Когда нет возможности установить сборные перемычки, можно смонтировать металлические. Кирпичная кладка отлично держит собственный вес после того, как раствор набрал прочности. Конечно, это в том случае, если отсутствует нагрузка от перекрытия и умеренная ширина окна. Но пока раствор не затвердел и не набрал прочности, над проемом кирпичная кладка нуждается в поддержке. Преимуществом сборных перемычек является скорость монтажа, простота подбора и надежность. Нет необходимости вести расчет. Но они, как мы уже говорили, производятся только в заводских условиях и очень тяжелые. По монолитным железобетонным нужно произвести расчет, подбор высоты и армирования. Изготавливается она сложнее, с применением опалубки. Зато монтаж можно произвести непосредственно на объекте строительства. Ну, а можно установить перемычки из металлических прокатных профилей, таких как углы, швеллеры или двутавры.

при подборе металлических элементов необходимо произвести расчет, чтобы не возникло прогиба перемычки больше допустимого, и определить необходимую прочность подобранных металлических элементов. При этом расчет производится по следующим условиям:

• прочность определяется по формуле,

где Мр – зависит от нагрузки и длины перемычки, а также коэффициента надежности;

W – сопротивления металлического элемента, который берется из справочников. Если перемычки составлены из 2 уголков или 2 швеллеров, то момент сопротивления элемента составного равен сумме каждого из элементов моментов сопротивления;

R – сопротивление стали.

• прогиб определяется по формуле:

Мн * L/(10EI) = 1/200,

где Мн – нормативный момент, зависимый от нагрузки и длины перемычки;

L – расчетная длина, которая равна к сумме ширины в чистоте с третью каждой стороны перемычки длины опирания;

I – момент инерции;

Е – модуль упругости стали;

1/200 – максимально допустимый прогиб.

Расчет для дверных и оконных проемов

Чтобы подобать металлическую перемычку, производят расчет нагрузки от кирпичной кладки на 1 пм перемычки.

Рассмотрим на примере подбор перемычки для дверного, а потом и оконного проема кирпичных стен. Предположим, что проем предполагаемой двери в стене имеет толщину 0,25 мм. Опирание перекрытия проем нести не будет. Над перемычкой высота кладки 0,9 м, а ширина проема 1 м. Подбираем металлическую перемычку. Для этого необходимо произвести расчет нагрузки от кирпичной кладки на 1 пм перемычки, если удельный вес кирпичей 1,8 т/куб.м

q = 0,25*0,9*1,8*1 = 0,41 т/м.

Теперь по формуле определим момент М = qL2/8,

где q – нагрузка;

L – расчетная длина;

200 – глубина опирания перемычки. Мн = 0,065 т*м;

L = 1000 + 2*200/3 = 1130 мм;

Необходимый момент сопротивления по условию прочности:

W = 65/(1,12*21) = 2,76 куб. см.

I = 200Мн*L/(10Е) = 7,85 см4.

Применять нужно перемычку, которая состоит из 2 уголков 50*50*5

W = 7,88 куб. см > 0,5*2,76 куб. см, I = 11,2 см4 > 0,5*7,85 см4.

Упрощенный расчет металлической перемычки

Человеку, который сталкивался с сопроматом, разобраться с таким расчетом не составит труда, но для остальных эти понятия могут быть сложными и непонятными. Произведен расчет сечения металлических перемычек для кирпичных перегородок. Расчет состоит из определения нагрузки, действующей на перемычку; определения максимальной изгибающего момента, действующего на поперечное сечение перемычки; подбора сечения перемычки.

Определяем нагрузку на 1 пм перемычки по формуле:

Необходимо произвести расчет сечения металлической перемычки для кирпичной перегородки.

где p (кг/куб. м) – плотность материала перегородки с учетом кладочного раствора и раствора штукатурки. Плотность цементного раствора – до 2200, что нужно учитывать при кладке из пустотелого кирпича, можно умножить плотность материала на 1.1. Плотность полнотелого кирпича составляет 1600 – 1900; плотность кирпича пустотелого составляет 1000 – 1450.

b (м) – толщина стены. Например, кирпичная перегородка в полкирпича будет равна 15 см.

h – высота над перемычкой кирпичной стены с учетом кирпичей, которые пойдут на укладку на уголок в случае с перемычкой из уголков.

Для метрового проема шириной для кирпичной перегородки в полкирпича толщиной нагрузка составит q₁ = 142,5 кг/м.

В данном случае мы провели расчет для перегородки. Для несущих стен необходимо еще учитывать нагрузку от перекрытия.

Требуемый момент сопротивления и расчетная нагрузка

Воспользуемся следующей формулой:

где n – количество металлических профилей;

Плотность цементного раствора- до 2200, можно умножить плотность материала на 1.1.

P – собственный вес на 1 пм профиля, определяемый по сортаменту. Как правило, для перемычек из металла вес не превышает 1-2 % от общего веса стены над перемычкой, поэтому его можно посчитать поправочным коэффициентом 1.1.

Так, погонная расчетная нагрузка составляет:

Таким образом, для метрового проема кирпичной перегородки в полкирпича толщиной полная расчетная нагрузка равна: q = 157 кг/м.

Теперь подбор необходимого сечения. Для балки, лежащей на 2 опорах, максимальный изгибающий момент будет в середине балки:

М_max = (q * 1 кв.м) / 8 = 19,6 кг/м

Для метрового проема шириной в полкирпича требуемый момент сопротивления составит:

где R_y – расчетное сопротивление стали равное 2100 кгс/ кв. см

Полученное значение делим на количество профилей, которые будем использовать при устройстве перемычки. Рациональнее использовать для кирпичных перегородок минимум 2 профиля. Wтреб = 0,47 куб.см. Далее в сортаменте выбираем тип профиля и находим значение большее, чем при расчете. Для метрового проема шириной для кирпичной перегородки в полкирпича толщиной достаточно 2 равнополочных уголка 28 * 28 * 3 мм. Опирание металлических перемычек на стенах должно быть не менее 250 мм.

Расчет перемычек для несущих кирпичных стен

Расчет перемычки для несущих стен почти не отличается от предыдущего расчета, только следует определить нагрузку на перемычку и выбрать правильную схему расчета. В случае, если перемычка является несущей балкой над проемом, можно рассчитать ее как балку на шарнирных опорах.

b – в данном случае будет в 2 кирпича, то есть 0,51 – 0,55 м.

Расчет сечения металлической перемычки для кирпичной несущей стены.

h – кладку над перемычкой, которая будет нести нагрузку можно определить как h =L/2. Так, для полутораметрового проема длиной и шириной в 2 кирпича нагрузка составит 755,3 кг/м. Плиты перекрытия весят немало. Можно принимать их вес в пределах 800-1000 кг/кв.м. Пустотные плиты весят примерно 320 кг/кв.м дополнительно 100 кг/кв.м дадут утепление и стяжка. Так, с 6 м пустотными плитами перекрытия нагрузка составит 2400 кг/м. Погонная расчетная нагрузка составит 3167 кг/м. Максимальный изгибающий момент для перемычки, на которую влияет распределенная и сосредоточенная нагрузка, рассчитывается по формуле:

М_max = (q * l 2 ) / 8 + (Q* l) / 4 = 1133,7 кг/м

Требуемый момент сопротивления: Wтреб = (1133,7 * 100)/ (2100 * 2) = 27,0 куб.см

Сделать перемычку можно из стальных горячекатаных уголков, неравнополочных или равнополочных, профильных труб. Для проема 1,5 м длиной и шириной в 2 кирпича 2 неравнополочных уголка 110*70*8 мм достаточно. Вместо 2 требуемых уголков можно применить 4 90*56*5,5. Опирание такой перемычки на стены должно быть не менее 250 мм. Изгибание:

f = (5 * q * L 4 ) / (384 * E * I_z ), где

E – модуль упругости равен 2 * 10 10 кг/кв.м – для стали.

I_z – момент инерции, согласно сортаменту, по выбранному профилю.

Для перемычки из 2 уголков f = (5 * 3167 * 1,5 4 ) / (384 * 2 * 10 10 * 2 * 171,54 * 10 -8 ) = 0,003045 м. По требованиям «Нагрузки и воздействия» СНиП 2.01.07-85 максимальный прогиб для перемычек не должен быть больше 1/200 пролета. Согласно с нашим расчетом 150/200 = 0,75 см. Условие выдержано.

Перекрытие проемов

Оконные, дверные и другие проемы в кладке из кирпича и камней правильной формы перекрывают перемычками различных конструкций.

В общем случае также перемычки подразделяют на ненесущие и несущие.

Ненесущие перемычки воспринимают нагрузку только от собственного веса и участка кладки, расположенной над ней.

Несущие перемычки. помимо веса кладки, находящейся над ней, испытывают нагрузку от перекрытия, опирающегося на этот участок кладки.

Наиболее эффективные и надежные перемычки получаются из сборных железобетонных элементов и из прокатанного металла (уголки, швеллеры, двутавры, рельсы, обычно соединенные между собой стальными полосами при помощи сварки). Конструкции данных перемычек приведены на рис. 13, 14 и 15.

Рис. 13. Конструкции перемычек из сборных железобетонных элементов: А — для внутренних стен при двухсторонней “несущей” нагрузке; Б — для стен без балок перекрытия; В — при односторонней “несущей” нагрузке; Г — для проемов с четвертью; 1 — несущий брус; 2 — ненесущий брус; 3 — балка перекрытия

Рис. 14. Конструкции перемычек, в качестве которых взят металлопрокат: А — уголок; Б — швеллер; В — двутавр; Г — рельс; 1 — кирпичная стена; 2 — полосовая сталь 2×40 мм (через 250 мм)

Рис. 15. Конструкция перемычек из швеллеров (А) и двутавров (Б) с нагрузкой от перекрытия: 1 — кирпичная стена; 2 — балка перекрытия

Теперь о клинчатых, арочных и циркульных перемычках (рис. 16, 17 и 18). Их формируют из обыкновенного кирпича, который укладывают на ребро. Прочность таких перемычек обеспечивает расположенный в верхней части перемычки клинообразный шов-замок толщиной не менее 5 мм внизу и не более 25 мм вверху. Кладку перемычек ведут с двух сторон в направлении от пят к середине (к замку) на растворе с маркой не ниже “25”. Кирпичи в кладке по толщине сдвигают на 1/4 кирпича.

Рис. 16. Клинчатая перемычка: 1 — замок; 2 — пята; 3 — кирпич на ребро; 4 — кирпичная стена

Клинчатые и арочные перемычки допускают наибольший пролет в 2 м при высоте перемычки h = 1,5 кирпича, с подъемом f = (1/10. 1/8)xl (см. рис. 17).

Рис. 17. Арочная перемычка: 1 — замок; 2 — пята; 3 — кирпич на ребро; 4 — кирпичная стена

Радиальные швы лицевого ряда проходят через всю толщу перемычки, нормальные и вертикальные швы других рядов сдвинуты относительно друг друга не менее, чем на 1/4 кирпича.

Высота циркульной перемычки также принимается h=1,5 кирпича, т.е. 38 мм, пролет не более 3 м (см. рис.18).

Рис. 18. Циркульная перемычка: 1 — замок; 2 — пята; 3 — кирпич на ребро; 4 — кирпичная стена

Клинчатые, арочные и циркульные перемычки кладут на опалубке. Сроки “распалубки” перемычек зависят от температуры наружного воздуха и приведены в таблице.

Сроки “распалубки” перемычек

Рядовые перемычки из кирпича пролетом до 2 м кладут на растворе марки не ниже “25”, а длиной более 2 м — на растворе не ниже марки “50”. При ширине простенка менее 1 м кладка перемычки ведется через весь простенок.

Рядовые перемычки армируют стальной проволокой диаметром 6 мм, которая располагается в 30-миллиметровом слое раствора марок “25”. “50” (рис. 19).

Рис. 19. Рядовая кирпичная перемычка: 1 — арматура; 2 — кирпичная кладка; 3 — цементный раствор

Такие перемычки разрешается сооружать без расчета при ширине проема L < 2 м, если балки перекрытия над ними располагаются на расстоянии > L/3 от верха перемычек и нагрузка от них составляет менее 1 т/м.

Количество арматуры, марка раствора и число рядов кладки в перемычках, не удовлетворяющих вышеперечисленным требованиям, а также условиям, приведенным на рис. 19, должны предварительно рассчитываться.

В стенах из облегченной кладки системы инженеров Попова и Вайнштейна, которые представлены в статье “Кирпичные стены: материалы, типы, конструкции”. рядовые перемычки делаются из сплошной кирпичной кладки.

kirpich-sbm.ru